Notícia

Exoesqueleto pode prevenir queda de idosos

Mediacom, EPFL

Fonte

Escola Politécnica Federal de Lausanne

Data

sexta-feira, 12 maio 2017 19:50

Áreas

Biomecânica. Reabilitação. Marcha. Bioeletrônica. Robótica. Inovação Tecnológica.

Cientistas da Scuola Sant’Anna, na Itália, e da Escola Politécnica Federal de Lausanne (École Polytechnique Fédérale de Lausanne, EPFL), na Suíça, construíram um protótipo de exoesqueleto inteligente, leve e fácil de personalizar que neutraliza a perda de equilíbrio,  recuperando a marcha normal. Este é o primeiro dispositivo vestível deste tipo, que pode evitar quedas. Os resultados foram publicados no dia 11 de maio na revista Scientific Reports.

O exoesqueleto foi projetado para ajudar idosos, prevenindo lesões relacionadas à queda, uma vez que idosos estão envolvidos em 40% das lesões fatais relacionadas com a queda na Europa. Mas o exoesqueleto também pode ser usado como um auxílio para deficientes físicos, amputados e para aqueles que sofrem de distúrbios neurológicos.

O exoesqueleto é vestível da cintura para baixo. “O nosso exoesqueleto inteligente é leve e extremamente fácil de personalizar”, diz o Dr. Silvestro Micera, professor da EPFL e da Scuola Sant’Anna na área de Neuroengenharia Translacional. Como primeiro protótipo, o exoesqueleto requer apenas alguns minutos para se adaptar a um determinado paciente, o que envolve o ajuste do tamanho de um determinado usuário e a aprendizagem da marcha do usuário.

Como funciona o exoesqueleto

No Hospital Fondazione Don Carlo Gnocchi em Florença, Fulvio Bertelli, de 69 anos, colocou o dispositivo portátil, equipado com motores no quadril e estrutura de fibra de carbono. Após alguns ajustes, o paciente está pronto para testar seu novo equipamento. Não é ainda algo que possa ser discretamente usado fora do laboratório. Mas funciona.

“Eu me sinto mais confiante quando uso o exoesqueleto”, diz o paciente depois de ter usado o dispositivo em uma esteira especial que pode fazê-lo artificialmente perder o equilíbrio.

O exoesqueleto personalizado detecta as particularidades da marcha da pessoa e, uma vez estabelecido um padrão, o algoritmo do sistema é capaz de detectar desvios de sua marcha normal, ou seja, o início de uma queda. Quando isso acontece, os motores empurram ambas as coxas para baixo, restabelecendo a estabilidade no quadril.

Da neuroprótese aos exoesqueletos

“Tive muita sorte em ter a oportunidade de trabalhar com o Prof. Nicola Vitiello da Scuola Sant’Anna, especialista em desenvolvimento de exoesqueletos e com o Dr. Vito Monaco, especialista em biomecânica da locomoção”, diz o Dr. Silvestro Micera. “Com eles, surgiu a ideia de usar um exoesqueleto para evitar quedas”. Seu interesse em próteses se ampliou quando viu o primeiro exoesqueleto para a restauração da função de membros inferiores há muitos anos durante uma conferência de robótica e ficou impressionado com o potencial desses dispositivos para ajudar as pessoas.

Um aspecto importante do seu sistema é garantir que o exoesqueleto não perturbe o usuário, especialmente quando o usuário não está caindo. As próximas etapas envolvem tornar o exoesqueleto mais discreto e portátil e testar sua usabilidade com usuários finais em ambientes reais.

Inovação baseada na ciência: da biomecânica humana à simbiose humano-robô

A natureza variável do comportamento humano representa o principal desafio para os pesquisadores que lidam com o projeto de robótica vestível. O Dr. Vito Mônaco planeja generalizar os resultados deste estudo desenvolvendo novas soluções para que os seres humanos e robôs possam trabalhar sem problemas como um único sistema.

“Nosso estudo revelou que uma plataforma robótica vestível pode efetivamente interagir com os seres humanos durante respostas motoras reativas, como em um deslizamento acidental. Estes resultados abrem novas perspectivas para os pesquisadores, que podem desenvolver plataformas robóticas que melhorem as capacidades humanas de locomoção”, diz o especialista.

Exoesqueletos e sociedade

“Este trabalho prepara o caminho para imaginar uma nova geração de exoesqueletos que realmente será eficaz fora dos laboratórios de pesquisa, graças à sua capacidade de melhorar o movimento dos usuários e tornar sua mobilidade mais estável e segura”, diz o Dr. Vitiello, que acredita que os dispositivos robóticos vestíveis serão a próxima onda de tecnologia da informação e comunicação que irá permear a sociedade, e vão ajudar as pessoas desde a saúde até na indústria. Ele continua: “Para alcançar esses objetivos, os exoesqueletos devem ser dotados de recursos, como aquele demonstrado neste estudo, que realmente levam em conta o que os usuários podem experimentar em ambientes não-estruturados da vida real”.

Acesse o artigo científico completo (em inglês).

Assista ao vídeo que mostra os testes com o exoesqueleto (em inglês e italiano):

Fonte: Mediacom, Escola Politécnica Federal de Lausanne (EPFL). Imagem: Mediacom, EPFL

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